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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Prüfstand
für Kraftfahrzeuge,
mit einer eine Lauffläche aufweisenden
Abrolleinrichtung zum Abrollen der Räder, wobei die Lauffläche drehangetrieben
und vorzugsweise blockierbar und/oder bremsbar und/oder freischaltbar
ist.
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Prüfstände der gattungsbildenden Art
sind seit langem aus der Praxis bekannt. Sie finden Anwendung in
Kraftfahrzeug-Reparaturwerkstätten
und auch beim TÜV
im Rahmen der periodischen Tauglichkeitsprüfung von Kraftfahrzeugen. Üblicherweise wird
dort die Funktionsfähigkeit
bzw. Wirksamkeit der Bremsen überprüft.
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Bei dem aus der Praxis bekannten
Stand der Technik gibt es grundsätzlich
drei unterschiedliche Verfahren zur Prüfung von Kraftfahrzeugbremsen. So
wird bislang mit ganz besonderen Einrichtungen geprüft, nämlich mit
Prüfplatten,
Prüfrollen
oder mittels eines Verzögerungsmessgeräts. Bei
der Prüfung mittels
Prüfplatten
und mittels Verzögerungsmessgerät spricht
man von einer dynamischen Prüfung.
Bei der Anwendung von Prüfrollen
spricht man von einer statischen Prüfung. Der Unterschied zwischen
der dynamischen Prüfung
und der statischen Prüfung
besteht darin, dass bei der Prüfung,
mit Prüfplatten
oder mittels Verzögerungsmessgerät das Fahrzeug
bewegt werden muss. Die Prüfplatten
und das Verzögerungsmessgerät sind fest
angeordnet. Bei der Prüfung
mittels Prüfrollen
steht dagegen das Fahrzeug und die Prüfrollen drehen sich. Voranstehende
Ausführungen
machen den Hauptunterschied zwischen den beiden grundsätzlichen
Prüfverfahren
deutlich.
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Bei einem Plattenbremsprüfstand wird
mit der Prüfplatte
ein Teilausschnitt einer Straße
simuliert, wobei die Prüfplatte
auf Rollen gelagert ist. Das Fahrzeug fährt über die Prüfplatte, die in Fahrtrichtung über ein
Messelement mit der Umgebung, so beispielsweise mit einer Auffahrplatte,
verbunden ist. Wird das Fahrzeug auf der Prüfplatte abgebremst, so werden über das
Messelement die beim Bremsen auftretenden Bremskräfte aufgenommen.
Der Messvorgang dauert dabei lediglich solange, wie sich das Fahrzeug
auf der flächenmäßig begrenzten
Prüfplatte
befindet. In der Praxis liegt die Messzeit zwischen 0,5 und 1 Sekunde.
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Je schneller auf die Prüfplatte
aufgefahren wird, desto größer sind
die aufgenommenen Bremskräfte.
Eine maximal aufzunehmende Bremskraft kann jedoch nicht höher als
die Reibung zwischen Reifen und Prüfplatte sein, da ansonsten
nämlich
die Schlupfgrenze überschritten
wird. Beim Plattenbremsprüfstand
ist es jedenfalls nachteilig, dass das Messergebnis abhängig von
der Auffahrgeschwindigkeit ist. Darüber hinaus lässt sich
die Messung nur über einen
sehr kleinen zeitlichen Ausschnitt hinweg durchführen, da nämlich die Länge der Bremsplatte begrenzt
ist. Letztendlich ist der Plattenbremsprüfstand nur wenig praktikabel,
da es nicht nur für
einen Laien äußerst schwierig
ist, auf den Punkt genau, d.h. exakt beim Befahren der Prüfplatte,
mit dem Bremsmanöver
zu beginnen.
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Der Rollenbremsprüfstand stellt aufgrund seiner
konstruktiven Ausgestaltung nichts anderes als eine unendlich lange
Straße
dar, die durch drehende Rollen simuliert wird. Der Bremsvorgang
kann somit über
einen beliebig langen Zeitraum getestet werden.
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Die Funktionsweise des Rollenbremsprüfstands
ergibt sich aus seiner konstruktiven Ausgestaltung. Über einen
Prüfstandrahmen
fährt das Fahrzeug
langsam in den Rollensatz – üblicherweise zwei
Rollen – ein,
bis es auf den Prüfrollen
zum Stehen kommt. Die Prüfrollen
werden durch einen Elektromotor, meist über Ketten, angetrieben. Der
Elektromotor ist dabei üblicherweise
pendelnd gelagert. Wird das Rad abgebremst, muss der Elektromotor mehr
Kraft aufwenden, um das Rad zu drehen. Diese Kraft wird über einen
Sensor, der üblicherweise
als Drehmomentstütze
ausgebildet ist, aufgenommen.
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Bei dem aus der Praxis bekannten
Rollenbremsprüfstand
handelt es sich um ein statisches System, bei dem das Fahrzeug steht.
Die Rollen lassen sich beliebig lange drehen, so dass das Bremssystem
des Fahrzeugs in nahezu jedem Zustand getestet werden kann. Im Gegensatz
zu dem Plattenprüfstand
ist die Prüfung
keineswegs zeitlich begrenzt und jeder Fahrzustand – entsprechend
dem Antrieb der Prüfrollen – kann beliebig
wiederholt werden. Jedoch lässt
sich die Bremse – ähnlich wie
beim Plattenbremsprüfstand – nicht über den
Haftwert der Rollenoberfläche
hinaus austesten, da dann nämlich die
Schlupfgrenze überschritten
wird.
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Bei einem konventionellen Rollenbremsprüfstand ist
jedoch nachteilig, dass die Reifen unmittelbar auf zwei Rollen laufen
und von den Rollen eingedrückt
bzw. gewalgt werden. Dies verfälscht
das Prüfergebnis
aufgrund unterschiedlicher Haftrei bungen der jeweiligen Situationen,
nämlich
gewichtsabhängig,
so dass der Rollenbremsprüfstand
insoweit nachteilig erscheint.
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Letztendlich werden bei aus dem Stand
der Technik bekannten Prüfständen die
Funktionsprüfungen
von Fahrzeugkomponenten mit je einem für den jeweiligen Test geeigneten
Prüfgerät durchgeführt. Vorzugsweise
werden dabei Drehantriebe oder Bremsen zum Erfassen von Bremskraft
und Leistung verwendet. Zur Erfassung von Spurwerten werden entweder
Spurprüfplatten
oder Achsmessgeräte
eingesetzt. Stoßdämpfer werden
mit Stoßdämpferprüfgeräten getestet
und Gelenkspiel wird über
pneumatisch oder hydraulisch getriebene Prüfplatten getestet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Prüfstand der eingangs genannten
Art anzugeben, bei dem auf einfache Weise und mit konstruktiv einfachen
Mitteln Spurmessungen oder Stoßdämpferprüfungen ermöglicht sind.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe
durch einen Prüfstand
mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Danach ist der Prüfstand der
eingangs genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass
die Abrolleinrichtung quer oder senkrecht zur Fahrtrichtung zumindest
geringfügig
beweglich gelagert ist und dass zur Ermittlung der durch das Kraftfahrzeug
bei Fahr- und/oder Bremsbewegungen des Kraftfahrzeugs erzeugten
Kraft die hierbei zwischen der Abrolleinrichtung und einem vorgebbaren
Fixpunkt wirkende Kraft und/oder der bei Fahr-und/oder Bremsbewegungen des Kraftfahrzeugs
auftretende Verschiebeweg zwischen der Abrolleinrichtung und einem
vorgebbaren Fixpunkt messbar ist.
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Mit anderen Worten handelt es sich
hier um einen Prüfstand
mit drehangetriebener Lauffläche und
somit um einen Prüfstand,
der statisch arbeitet, bei dem also das Kraftfahrzeug steht und
die Lauffläche
der Abrolleinrichtung eine quasi endlose Straße darstellt. Die Abrolleinrichtung
stellt in sich eine kompakte Einheit dar, die quer oder senkrecht
zur Fahrtrichtung zumindest geringfügig beweglich gelagert ist.
Zur Ermittlung der durch das Kraftfahrzeug bei Fahr- und/oder Bremsbewegungen
des Kraftfahrzeugs erzeugten Kraft wird die hierbei zwischen der Abrolleinrichtung
und einem vorgebbaren Fixpunkt wirkende Kraft und/oder der bei Fahr-
und/oder Bremsbewegungen des Fahrzeugs auftretende Verschiebeweg
zwischen der Ab rolleinrichtung und einem vorgebbaren Fixpunkt gemessen,
wobei dazu jedwede Kraftaufnehmer verwendbar sind. Dabei sind die
Nachteile konventioneller Prüfstände insoweit
eliminiert, als die Abrolleinrichtung als besonders gelagerte Einheit
ausgebildet ist, nämlich ähnlich der
Prüfplatte
eines Plattenbremsprüfstands.
So lässt
sich nämlich
die Abrolleinrichtung insgesamt quer oder senkrecht zur Fahrtrichtung
zumindest geringfügig
verlagern, wobei dieser Weg so bemessen ist, dass zur Ermittlung
der auftretenden Kräfte und/oder
Verschiebewege die Kraft und/oder der Weg zwischen der Abrolleinrichtung
und einem vorgebbaren Fixpunkt gemessen wird. Dabei wirkt zwischen
der Abrolleinrichtung und dem vorgebbaren Fixpunkt eine entsprechende
Messeinrichtung zur Kraft- und/oder Verschiebewegermittlung.
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Damit ist es möglich, Spurmessungen oder Stoßdämpferprüfungen durchzuführen, wobei
die Vorgabe berücksichtigt
ist, dass jedes Fahrzeug eine andersartig ausgestaltete Konstruktion
von Fahrwerk, Bremse, Antrieb und Reifen aufweist. Da das Rad über den
Reifen den letzten Punkt am Fahrzeug zur Straße hin darstellt, treten an
dieser Stelle die Summe aller Kräfte
auf, welche beim Abrollen entstehen. Dies ist mit der tatsächlichen
Situation auf der Straße
zu vergleichen. Die Straße
wird dabei durch die endlos umlaufende Lauffläche nachgestellt oder simuliert.
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Folglich ist mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand für Kraftfahrzeuge
ein Prüfstand
realisiert, bei dem auf einfache Weise und mit konstruktiv einfachen
Mitteln Spurmessungen oder Stoßdämpferprüfungen ermöglicht sind.
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Bei einer konkreten Ausgestaltung
des Prüfstands
könnte
die bewegliche Lagerung quer oder senkrecht zur Fahrtrichtung in
einer horizontalen Richtung, insbesondere längs einer X-Achse, realisiert
sein. Dabei ist eine seitliche Kraft erfassbar. In dieser Richtung
bildet sich die Schrägstellung
des Rads zur Fahrtrichtung – die
Spur – ab.
Je nach Einstellung – bei
Vorspur oder Nachspur – wird
eine zur Fahrtrichtung negative oder positive Kraft ausgeübt. Hierbei
wird die Lauffläche
und/oder die Abrolleinrichtung entsprechend in X-Richtung verschoben. Eine
Spurmessung könnte
nun derart erfolgen, dass ein Verschiebeweg und/oder die Kraft solange
gemessen wird, bis sich die Lauffläche und/oder die Abrolleinrichtung
soweit verschoben hat, dass die gemessene Kraft gleich 0 ist. Alternativ
hierzu könnte die
Lauffläche
und/oder die Abrolleinrichtung zur Spurmessung soweit verschoben
werden, bis keine Kraft mehr auf die Lauffläche und/oder die Abrolleinrichtung
wirkt. Mit ande ren Worten ist die Kraft dann gleich 0. Bei Messung
des Verschiebewegs in dieser Richtung ist eine Seitendrift des Fahrzeugs
ermittelbar.
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Alternativ könnte die bewegliche Lagerung quer
oder senkrecht zur Fahrtrichtung in einer vertikalen Richtung, insbesondere
längs einer
Z-Achse, realisiert sein. Hierbei könnte das Gewicht des Rads bzw.
des Kraftfahrzeugs gemessen werden und könnte eine Stoßdämpferprüfung realisiert
werden.
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Die kompakt realisierbare Abrolleinrichtung könnte in
besonders praktischer und einfacher Weise in einer Hebebühne gelagert
sein. Im Hinblick auf eine möglichst
hohe Mobilität
könnte
die Abrolleinrichtung auch in einem Fahrzeug gelagert sein. Hierdurch
wäre die
Abrolleinrichtung an beliebige Einsatzorte verbringbar.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung könnte
die Abrolleinrichtung in einer Rüttel-
oder Schwingeinrichtung gelagert sein. Hierdurch könnten Unebenheiten
einer Straße
simuliert werden und gegebenenfalls ein Stoßdämpfertest durchgeführt werden.
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Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung,
insbesondere im Hinblick auf eine beliebige Nachrüstbarkeit
von Werkstätten,
TÜV-Prüfeinrichtungen
oder dergleichen, könnte
die Abrolleinrichtung in einem am oder im Boden oder an einer Wand
festlegbaren Rahmen gelagert sein, so dass die Abrolleinrichtung
gemeinsam mit dem Rahmen handhabbar ist. Eine solche Abrolleinrichtung
mit fest zugeordnetem Rahmen könnte
beliebig auf dem Boden einer Werkstatt positionierbar und gegen
einen Fixpunkt – gegen
den Boden oder gegen eine Wand – unter
Zwischenschaltung eines geeigneten Messgeräts positionierbar und fixierbar
sein. So lässt
sich der erfindungsgemäße Prüfstand beispielsweise
mit einer Bauhöhe
von 50mm variabel einsetzen, wobei lediglich sicherzustellen ist,
dass er sich am Boden, gegen eine Wand oder dergleichen abstützen kann. Bei
kleiner Bauweise ist es ohne weiteres auch möglich, eine entsprechende Ausnehmung
im Boden vorzusehen und den Rahmen in den Boden teilweise oder insgesamt
zu integrieren.
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Des Weiteren ist es auch möglich, den
gesamten Prüfstand
oder die Abrolleinrichtung mit dem Rahmen innerhalb einer Bodenausnehmung
zu lagern, nämlich
beispielsweise auf ein Rollenlager zu setzten und zur Messwerterfassung
zwischen dem Rahmen und der Wandung der Bodenausnehmung eine entsprechende
Messeinrichtung anzuordnen. Eine vollständige Integration in den Boden
ist bei bestmöglicher
Lagerung und Verschiebbarkeit des gesamten Rahmens gewährleistet.
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Bei einer Anlenkung der Abrolleinrichtung oder
des Prüfstands
an einer Wand könnte
die Anlenkung mittels eines Kopplungselements, vorzugsweise mittels
eines Metallteils, erfolgen. Das Kopplungselement könnte in
besonders einfacher Weise integral mit dem Rahmen ausgebildet sein.
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Das Kopplungselement und/oder der
Rahmen könnten
oder könnte
an mindestens einer vorgebbaren Stelle mindestens eine Schwächung aufweisen,
so dass Biegungen und/oder Torsionen, vorzugsweise über mindestens
einen dem Kopplungselement zugeordneten Sensor, detektierbar sind.
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In konstruktiv besonders einfacher
Weise könnte
oder könnten
die Schwächung
oder Schwächungen
durch Aussparungen und/oder Fräsungen gebildet
sein. Dabei könnte
in messtechnisch besonders einfacher Weise in der Schwächung oder
den Schwächungen
mindestens ein Kraftaufnehmer und/oder mindestens ein Sensor für Biegungen und/oder
Torsionen angeordnet sein. Als Kraftaufnehmer oder Sensoren könnten Dehnungsmessstreifen
zum Einsatz kommen. Jegliche Kraftaufnehmer oder Sensoren könnten sich
durch die Aussparungen, Fräsungen
oder Aufnehmungen hindurch bei Belastung verschieben. Dabei können beispielsweise
horizontale und vertikale Bremskräfte gemessen werden.
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Bei besonders aussagekräftigen Messungen könnte je
Rad einer Achse eine separate Abrolleinrichtung vorgesehen sein.
Dabei könnte
jede der beiden Abrolleinrichtungen einem separaten Rahmen zugeordnet
sein. Somit könnte
man für
beide Räder einer
Achse zwei separate Abrolleinrichtungen mit entsprechenden Rahmen
vorsehen, wobei man diese beiden Abrolleinrichtungen gemeinsam mit
deren Rahmen auf dem Boden oder in dem Boden anordnen kann. Ein
variabler Einsatz ist gegeben. Als alternative Ausgestaltung könnten beide
Abrolleinrichtungen einem gemeinsamen Rahmen zugeordnet sein. Eine
derartige Ausgestaltung bietet sich insbesondere für stationäre Prüfstände an.
Im Falle von mobilen Prüfständen ist
die separate Handhabbarkeit zweier Rahmen mit darin angeordneten
Abrolleinrichtungen günstiger.
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Im Rahmen einer ganz besonders vorteilhaften
Ausgestaltung, insbesondere zur Vermeidung einer Deformation oder
Walgung des Rads bei der eigentlichen Prüfung, könnte die Abrolleinrichtung
mindestens zwei Rollen oder Walzen umfassen, wobei um die Rollen
oder Walzen ein als Endlosband ausgeführtes, die Lauffläche bildendes
Laufband laufen könnte.
Mit Hilfe eines derartigen Laufbands lässt sich eine Straße ideal
imitieren, so dass das Verhalten des Kraftfahrzeugs über eine
endlos ausgelegte Straße
hinweg getestet werden kann. Zur Simulation eines mehr oder weniger
glatten Straßenbelags
ist es von weiterem Vorteil, wenn die Abrolleinrichtung drei oder
mehrere Rollen oder Walzen umfasst, so dass Unebenheiten im Wesentlichen
vermieden sind.
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Bereits zuvor ist erwähnt worden,
dass die Rollen oder Walzen vorzugsweise in einem Rahmen angeordnet
sind. In weiter vorteilhafter Weise sind die Rollen oder Walzen
seitlich im Rahmen gelagert und dabei derart angeordnet, dass sie – innerhalb des
Rahmens – bodenfrei
laufen. Ebenso ist es möglich,
die gesamte Anordnung der Abrolleinrichtung mit ihrem Rahmen abermals
auf Rollen oder Walzen zu lagern, um deren sichere Verschiebbarkeit
beispielsweise innerhalb einer Bodenausnehmung – gegen eine Messeinrichtung – zu gewährleisten.
Dazu können
die Rollen oder Walzen – seitlich
im Rahmen – in
Wälzlagern
geführt
sein. Die Realisierung einer Gleitführung ist ebenfalls denkbar
und in konstruktiver Hinsicht besonders einfach.
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Zur Bereitstellung einer besonders
ebenen Lauffläche
könnte
der Abrolleinrichtung eine Gleiteinrichtung, vorzugsweise ein Gleitblech,
zugeordnet sein. Ein die Lauffläche
bildendes Laufband könnte dabei
auf der Gleiteinrichtung gleiten. Alternativ zu einer Gleiteinrichtung
könnte
eine Rollen- oder Walzenanordnung vorgesehen sein, auf der ein die
Lauffläche
bildendes Laufband laufen könnte.
Eine Rollen- oder Walzenanordnung bietet sich insbesondere bei höheren Laufgeschwindigkeiten
an, da bei der Verwendung einer Gleiteinrichtung die Gefahr der Bildung übermäßiger Wärme besteht.
Die Gleiteinrichtung könnte
auch durch einzelne Lamellen unterhalb der Lauffläche gebildet
sein.
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Zum Abfangen oder Aufnehmen der seitlich wirkenden
Kräfte
oder Seitenkräfte
könnte
die Lauffläche
eine Seitenkraftaufnahme aufweisen. Eine derartige Seitenkraftaufnahme
könnte
vorzugsweise durch einen Riemen oder eine flexible Rippe gebildet sein,
die der Lauffläche
zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte eine
Rolle oder Walze und/oder eine Gleiteinrichtung oder eine Rollen-
oder Walzenanordnung zur Seitenkraftaufnahme eine Führungseinrichtung
aufweisen. Eine derartige Führungseinrichtung
könnte
durch eine Nut in den zuletzt genannten Bauteilen gebildet sein.
Im Hinblick auf ein besonders sicheres Abfangen der Seitenkräfte könnten die
Seitenkraftaufnahme der Lauffläche
und die Seitenkraftaufnahme der Rolle oder Walze und/oder Gleiteinrichtung
oder Rollen- oder Walzenanordnung komplementär zueinander ausgebildet sein.
Mit anderen Worten könnte
ein Riemen oder eine flexible Rippe der Lauffläche in einer entsprechenden
Nut der Rolle, Walze, Gleiteinrichtung oder Rollen- oder Walzenanordnung
geführt
sein.
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Im Hinblick auf eine konstruktiv
besonders einfache Ausgestaltung könnte die Abrolleinrichtung im
Sinne eines XY-Schlittens oder XYZ-Schlittens geführt sein.
Eine derartige Führung
könnte
in einem Rahmen stattfinden. Dabei könnte die Abrolleinrichtung
ein eigenständiges
Funktionsmodul bilden. In diesem Sinne könnte ein Antriebsmodul ein
eigenständiges
Funktionsmodul sein und vorzugsweise auf die Abrolleinrichtung in
unterschiedlichen Arten aufsetzbar oder mit der Abrolleinrichtung
koppelbar sein.
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Der erfindungsgemäße Prüfstand arbeitet vom Grundprinzip
her ähnlich
dem konventionellen Rollenprüfstand.
Folglich ist es erforderlich, dass das Fahrzeug mit dem jeweils
zu prüfenden
Rad auf die Abrolleinrichtung fährt,
wonach diese angetrieben wird., Wenngleich das Kraftfahrzeug auf
der Stelle stehen bleibt, werden die Räder in Drehbewegung verbracht,
wodurch eine Beschleunigung des Fahrzeugs simuliert wird. Aus Sicherheitsgründen, insbesondere
damit beim Bremsen das Rad nicht rückwärts von der Abrolleinrichtung
gedrückt
bzw. geschoben wird, ist im Rahmen einer ganz besonders vorteilhaften
Ausgestaltung in Laufrichtung gesehen vor der ersten Rolle oder
Walze, also hinter dem auf der Abrolleinrichtung befindlichen Rad,
eine frei laufende Stützrolle
angeordnet, gegen die sich das Rad beim Bremsen abstützen kann.
Eine sichere Positionierung des Rads auf dem Prüfstand ist damit gewährleistet.
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Alternativ oder zusätzlich hierzu
könnte
in Laufrichtung gesehen hinter der letzten Rolle oder Walze, also
vor dem auf der Abrolleinrichtung befindlichen Rad, eine frei laufende
Stützrolle
angeordnet sein, gegen die sich das Rad beim Beschleunigen abstützt. Damit
könnte
eine sichere Positionierung des Rads auf dem Prüfstand bei Beschleunigungen gewährleistet
sein.
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Im Konkreten könnte die Stützrolle über seitliche Stützarme elastisch
und/oder federkraftbeaufschlagt in der Stützposition gehalten werden.
Dabei könnte
die Stützrolle über die
seitlichen Stützarme derart
in der Stützposition
gehalten sein, dass sie vom Reifen in Fahrtrichtung unter Überwindung
der elastischen Kraft oder Federkraft absenkbar und nach dem Überfahren
automatisch in die Stützposition
aufrichtbar ist. Entgegen der Fahrtrichtung ist die Stützrolle
bzw. sind die Stützarme
arretiert und lassen sich nicht aus der Stützposition herunterdrücken. Da
die Stützrolle
drehbar gelagert ist, bietet sie ein geeignetes Widerlager für das drehende
Rad beim Bremsen oder Beschleunigen.
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Es ist ebenso denkbar, dass die Stützrolle
in einem abgesenkten Zustand überfahrbar
ist. Sobald das Rad auf der Abrolleinrichtung positioniert ist, könnte die
Stützrolle
betätigt
werden, so dass diese in die Stützposition
hochfährt
und vorzugsweise dort arretiert wird. Ganz allgemein könnte die
Stützrolle bei
auf der Abrolleinrichtung positioniertem Rad in die Stützposition
fahrbar sein. Die Stützrolle
und die die Stützrolle
tragenden Stützarme
könnten über eine ganz
besondere Mechanik, vorzugsweise über einen Schneckenantrieb,
verfügen,
mit welchem die Stützrolle
von der abgesenkten Position in die Stützposition verbringbar ist.
Es sind jedoch auch andere mechanische Ausführungen und Antriebe denkbar.
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Zuvor ist bereits ausgeführt worden,
dass die beispielsweise beim Bremsen zwischen der Abrolleinrichtung
und einem vorgebbaren Fixpunkt wirkende Kraft messbar ist. Sofern
die Abrolleinrichtung innerhalb eines Rahmens angeordnet ist und
sofern der Rahmen die Abrolleinrichtung bzw. den Prüfstand insgesamt
begrenzt, könnte
insbesondere im Hinblick auf eine kompakte Bauweise die Kraftaufnahme und/oder
die Messung des Verschiebewegs zwischen den Rollen oder Walzen und
dem Rahmen erfolgen. Dazu ist es erforderlich, dass die Rollen oder Walzen
unter Zwischenschaltung einer Messeinrichtung innerhalb des Rahmens
zumindest geringfügig bewegbar
angeordnet sind. Jedenfalls lässt
sich die Kraftaufnahme und/oder die Messung des Verschiebewegs an
beliebigen Stellen zwischen den Rollen oder Walzen und dem Rahmen
vornehmen, wobei eine Verschiebbarkeit der Rollen innerhalb des
Rahmens gewährleistet
sein muss.
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In einer besonders kompakten Ausgestaltung
könnte
die Kraftaufnahme und/oder die Messung des Verschiebewegs in oder
an den Lagern und/oder innerhalb der Rollen oder Walzen erfolgen.
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Im Hinblick auf einen sicheren Antrieb
der Abrolleinrichtung könnte
mindestens eine Rolle oder Walze als kraftschlüssige Antriebsrolle oder -walze ausgeführt sein.
Mit anderen Worten wäre
die Rolle oder Walze drehangetrieben. Die andere Rolle oder Walze
oder Rollen oder Walzen könnte
oder könnten als
nicht kraftschlüssige
Umlenkrolle oder -walze ausgeführt
sein. Hierdurch wäre
ein Drehantrieb über die
Lauffläche
oder das Laufband realisiert. Die Rolle oder Walze könnte dabei
frei drehbar gelagert sein.
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Zum Antrieb mindestens einer der
Rollen oder Walzen könnte
mindestens ein Motor, vorzugsweise ein Elektromotor, vorgesehen
sein, der auf die eine oder die mehreren Rollen oder Walzen mittels Kette,
Antriebsriemen oder dergleichen greift. Als Motor kommen auch mit
Benzin oder mit Gas betriebene Motoren in Frage. Letztendlich sind
beliebige Motoren denkbar. Selbst ein Magnetantrieb könnte realisiert
sein. Jedweder Motor könnte
zum Antrieb des Bands oder der Lauffläche auskoppelbar sein, so dass
ein Leerlauf möglich
ist.
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Der Motor könnte in besonders kompakter Weise
im Bereich zwischen den Rollen oder Walzen angeordnet sein. Je nach
Erfordernis könnte
der Motor auch im Bereich unter den Rollen oder Walzen angeordnet
sein. Selbst eine Anordnung des Motors in einer der angetriebenen
Rollen oder Walzen oder in den angetriebenen Rollen oder Walzen
ist zur Realisierung einer kompakten Ausgestaltung des Prüfstands
möglich.
Dabei könnte
der Motor integraler Bestandteil der Rolle oder Walze sein.
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Insbesondere im Rahmen einer besonders flachen
Ausgestaltung des Prüfstands
könnte
der Motor in einer der angetriebenen Rollen oder Walzen angeordnet
sein.
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Insoweit ließe sich die Rolle oder Walze
als Bestandteil des Motors unmittelbar und ohne weiterreichende
Verluste als Direktantrieb ohne Getriebe antreiben.
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Zur Vermeidung einer Vereisung der
Lauffläche
könnte
der Abrolleinrichtung eine Heizeinrichtung für die Lauffläche zugeordnet
sein. Damit ist ein Einsatz des Prüfstands bei tiefen Temperaturen
möglich.
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Im Hinblick auf einen sicheren Lauf
der Lauffläche
könnte
die Abrolleinrichtung eine Spanneinrichtung zum Spannen der Lauffläche aufweisen. Eine
derartige Spanneinrichtung könnte
mindestens eine zwischen zwei Rollen oder Walzen wirkende Feder
aufweisen. Dabei könnten
eine Rolle oder Walze oder mehrere Rollen oder Walzen vorgesehen
sein, die zum Spannen verschiebbar sind, so dass sich die Lauffläche oder
das Band über
die Rollen oder Walzen spannen lässt.
Eine Spanneinrichtung könnte automatisch
arbeiten, so dass die Lauffläche
oder das Band immer geeignet vorgespannt ist.
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Die Lauffläche oder das Laufband könnte zumindest
von einer Seite der Abrolleinrichtung aus abnehmbar sein. Dies ermöglicht den
Austausch bei verschlissenem Band und/oder den Einsatz unterschiedlich
ausgestalteter Laufflächen
oder Bänder für unterschiedliche
Einsatzbedingungen. Insbesondere könnte die Oberfläche der
Lauffläche
eine Körnung
mit vorgebbarer Korngröße aufweisen.
Hierdurch lassen sich unterschiedliche Fahrbahnoberflächen simulieren
Insbesondere könnte
eine Art Schmirgelband als Lauffläche verwendet werden, welches
von Bandschleifmaschinen bekannt ist.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung
könnte
die Oberfläche
der Lauffläche
eine Gummiauflage vorgebbarer Dicke aufweisen. Dabei könnten beispielsweise
Räder getestet
werden, die Reifen mit Spikes aufweisen. Die Gummiauflage könnte hier
eine schnelle Zerstörung
der Lauffläche
verhindern.
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Im Hinblick auf einen gewerblichen
Einsatz könnte
die Oberfläche
der Lauffläche
eine vorzugsweise aufgedruckte Bild- und/oder Textinformation aufweisen.
Hierdurch könnte
Werbung realisiert werden.
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Im Hinblick auf eine besonders stabile
Lauffläche
könnte
die Lauffläche
als Laufband, vorzugsweise als Gewebeband, ausgebildet sein. Hierdurch ist
ein dauerhafter Betrieb des Prüfstands
gewährleistet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung könnte
der Abrolleinrichtung ein Empfänger
für Schallwellen,
vorzugsweise ein Mikrofon, zugeordnet sein. Hierbei könnten Abrollgeräusche detektiert
werden, um einen Reifentest in Bezug auf die Laufruhe durchzuführen. So
lässt sich
beispielsweise feststellen, ob Reifenprofile abgeschuppt sind. Hierdurch lässt sich
die Spur bzw. die Einstellung der Spur prüfen. Auch lassen sich über das
Abrollgeräusch
Unwuchten ermitteln, wobei sich derartige Unwuchten auf über detektierbare
Gewichtsschwankungen ermitteln lassen.
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Der Lauffläche oder dem Laufband könnte ein
Keilriemen zugeordnet sein, der vorzugsweise mit der Lauffläche oder
dem Laufband verklebt ist. Ein derartiger Keilriemen könnte in
einer Nut des Antriebs laufen, wodurch ein sicherer Antrieb gewährleistet
wäre.
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In weiter vorteilhafter Weise könnte die
Abrolleinrichtung mehrere, vorzugsweise kaskadiert angeordnete,
Laufflächen
aufweisen. Hierdurch wäre eine
besonders große
Lauffläche
realisiert.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung
könnte
der Prüfstand
eine Bremse aufweisen, so dass eine Abbremsung der Abrolleinrichtung
ermöglicht
ist. Hierbei könnte
eine Wirbelstrombremse verwendet werden. Damit wäre eine Ausgestaltung des Prüfstands als
Leistungsprüfstand
realisiert.
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Der erfindungsgemäße Prüfstand könnte in vorteilhafter Weise
als Straßensimulator
verwendbar sein, wobei sich unterschiedlichste Straßenausgestaltungen
realisieren lassen.
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In der Praxis hat sich gezeigt, dass
das zu untersuchende Kraftfahrzeug und dabei insbesondere die Vorderräder in manchen
Fällen
nicht stabil auf der Abrolleinrichtung oder der Lauffläche angeordnet oder
positioniert bleiben, wenn eine Prüfung oder Messung erfolgt.
Genauer gesagt kann das Kraftfahrzeug manchmal von dem Prüfstand oder
der Abrolleinrichtung wegrutschen. Diesbezüglich könnte die Abrolleinrichtung
eine Einrichtung zur Einstellung einer negativen Spur aufweisen,
wodurch quasi eine Zentrierung oder vorgebbare Positionierung des Kraftfahrzeugs
auf der Abrolleinrichtung oder der Lauffläche ermöglicht ist. Hierdurch ist ein
besonders hohes Maß an
Positionierstabilität
bezüglich
des Kraftfahrzeugs auf dem Prüfstand
oder der Abrolleinrichtung erreicht.
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Der erfindungsgemäße Prüfstand kann insbesondere zur
Achsvermessung eingesetzt werden. Des Weiteren ist durch die vertikal
bewegliche Lagerung zur Ermittlung der Gewichtszunahme oder Gewichtsabnahme
im Stand und beim Drehen des Rads die entstehende statische und
dynamische Gewichtskraft messbar.
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Letztendlich umfasst die Erfindung
das Anordnen von Zusatzsystemen unter die Abrolleinrichtung, welche
es erlauben, die Abrolleinrichtung im Gesamten zum Schwingen zu
bringen und/oder die Abrolleinrichtung im Gesamten zu drehen oder
vertikal zu schwenken. Letztendlich ist die Lauffläche so gelagert,
dass über
entsprechende Messgeräte
die Kräfte
bzw. der Weg entlang jeder Bewegungsachse gemessen werden können.
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Die Rollen oder Walzen der Abrolleinrichtung könnten seitlich
wandern oder der gesamte Rahmen könnte seitlich wandern. Dadurch
lässt sich
die Spur oder ein Achsensturz ermitteln.
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Mit dem Prüfstand ist es beispielsweise
möglich,
den Rollwiderstand ohne Fremdeinfluss durch beispielsweise Lager
oder Getriebereibung im Antriebs- und Bremszweig zu messen.
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Der erfindungsgemäße Prüfstand kann problemlos in alle
vorhandenen Gruben einer Werkstatt nachgerüstet werden. Hierdurch ist
eine Prüfstraße mit beispielsweise
Spurprüfung
und/oder Stoßdämpferprüfung realisierbar.
Eine Achsvermessung und Gewichtsmessung kann auf einfache Weise
durchgeführt
werden.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch
1 nachgeordneten Schutzansprüche
und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit
der Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 in
einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Prüfstands
mit in der Prüfposition
befindlichem Rad,
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2 in
einer schematischen Draufsicht die möglichen Freiheitsgrade des
Prüfstands
mit einer beispielhaften Kraftaufnehmer- und/oder Sensoranordnung,
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3 in
einer schematischen Detailansicht die Abrolleinrichtung des Prüfstands
mit einem Gleitblecheinsatz,
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4 in
einer schematischen Draufsicht die Abrolleinrichtung aus 3,
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5 in
einer schematischen Seitenansicht die Abrolleinrichtung mit einem
Rolleneinsatz,
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6 in
einer schematischen Draufsicht die Abrolleinrichtung aus 5,
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7 in
einer schematischen Vorderansicht den Prüfstand aus 1 bei einem Unterflureinbau,
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8 in
einer schematischen Vorderansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Prüfstands
bei einer Überfluranordnung,
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9 in
einer schematischen Draufsicht sowie Vorderansicht die Abrolleinrichtung
mit einer Ausgestaltung als XY-Schlitten mit Kugellagerung und
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10 in
einer schematischen Seitenansicht die Abrolleinrichtung mit einer
ausgefahrenen Stützrolle.
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1 zeigt
in einer schematischen Seitenansicht einen Prüfstand für Kraftfahrzeuge, der als wesentlichen
Bestandteil eine Abrolleinrichtung 1 zum Abrollen der Räder 2 umfasst.
Die Abrolleinrichtung 1 bildet für das Rad 2 eine Lauffläche 3.
Die Lauffläche 3 ist
drehangetrieben und vorzugsweise blockierbar und/oder bremsbar und/oder
freischaltbar. Die Vorzugsdrehrichtung der Abrolleinrichtung 1 und
genauer gesagt deren Lauffläche 3 ist
durch einen Pfeil 4 gekennzeichnet. Die Vorzugsdrehrichtung des
Rads 2 ist durch einen Pfeil 5 gekennzeichnet. Die
Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs kennzeichnet Pfeil 6,
wobei das Fahren des Kraftfahrzeugs durch Drehen der Abrolleinrichtung 1 simuliert
wird.
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Im Hinblick auf eine besonders aussagekräftige Funktionsprüfung ist
die Abrolleinrichtung 1 zumindest quer oder senkrecht zur
Fahrtrichtung zumindest geringfügig
beweglich gelagert. Zur Ermittlung der durch das Kraftfahrzeug bei
Fahr- und/oder Bremsbewegungen des Kraftfahrzeugs erzeugten Kraft
ist die hierbei zwischen der Abrolleinrichtung 1 und einem
vorgebbaren Fixpunkt 10 wirkende Kraft und/oder der bei
Fahr- und/oder Bremsbewegungen des Kraftfahrzeugs auftretende Verschiebeweg
zwischen der Abrolleinrichtung 1 und dem vorgebbaren Fixpunkt 10 messbar.
Der Fixpunkt 10 ist hier als Einbaurahmen oder Einbaugestell
ausgebildet.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass
stets die beiden Räder 2 einer
Achse gleichzeitig geprüft werden
sollten. Folglich sind in der Praxis meist zwei Prüfstände und
genauer gesagt zwei Abrolleinrichtungen 1 zum gleichzeitigen Prüfen beider
Räder 2 erforderlich.
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Die Abrolleinrichtung 1 ist über eine
Lagerung 7 relativ zu dem Einbaurahmen oder Fixpunkt 10 zumindest
quer oder senkrecht zur Fahrtrichtung frei beweglich aufgehängt und
vorzugsweise über
einen XYZ-Schlitten geführt.
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Zur Messung der auftretenden Kräfte und/oder
Wege sind Kraftmesseinrichtungen und/oder Messwertaufnehmer 8 vorgesehen,
wobei 8X eine Messung quer zur Fahrtrichtung, 8Y eine Messung
in Fahrtrichtung 6 und 8Z eine Messung in Vertikalrichtung,
beispielsweise zur Messung des Gewichts, darstellt.
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Die Abrolleinrichtung 1 ist
in einem Rahmen 9 angeordnet, der mit der Abrolleinrichtung 1 gekoppelt
ist. Der gesamte Rahmen 9 ist relativ zum Fixpunkt 10 beweglich
gelagert.
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Der Rahmen 9 in 1 ist in eine Bodenausnehmung
eingesetzt, in die der Einbaurahmen 10 eingefügt ist.
Grundsätzlich
wäre es
auch denkbar, dass die Kraftmesseinrichtung und/oder Wegmesseinrichtung 8 innerhalb
des Rahmens 9 zwischen den dort vorgesehenen Rollen 12, 15 und
dem Rahmen 9 wirkt.
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2 zeigt
in einer schematischen Draufsicht den Prüfstand aus 1 mit seinen durch Pfeile angedeuteten
Freiheitsgraden. Eine zusätzliche
Drehung um die Z-Achse
in einer Drehrichtung 27 ist ebenfalls durch Pfeile dargestellt.
Eine entsprechende Lagerung 28 ermöglicht die Drehung.
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3 zeigt
in einer schematischen Seitenansicht die Abrolleinrichtung 1 mit
einer unter der Lauffläche 3 wirkenden
Gleiteinrichtung 16. Die Gleiteinrichtung 16 ist
als Gleitblech ausgestaltet. Die Lauffläche 3 ist als Laufband 14 ausgebildet,
das auf der Gleiteinrichtung 16 läuft. Eine Rolle 12 dient
als Antriebsrolle, welche vom Drehantrieb oder Motor 21 angetrieben
ist. Die Abrolleinrichtung 1 ist zusätzlich in einem speziellen
Einbaurahmen 11 angeordnet, der gegebenenfalls mit dem
Rahmen 9 gekoppelt ist. Die Rolle 15 ist als frei
drehbare Umlenkrolle ausgebildet. Das Laufband 14 wird über eine
Spanneinrichtung 13 durch Verschieben der Umlenkrolle 15 so vorgespannt,
dass es eine kraftschlüssige
Verbindung mit der Antriebsrolle 12 aufweist. In der Gleiteinrichtung 16 oder
in dem Gleitblech sind Nuten 18 zur Seitenkraftaufnahme
vorgesehen.
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Die Nuten 18 sind besonders
gut in 4 sichtbar, welche
in einer schematischen Draufsicht die Abrolleinrichtung 1 zeigt.
Die Rolle 12 ist mit einem Riemenrad 19 gekoppelt,
welches mit einem Antriebsmotor 21 gekoppelt ist. Das Laufband 14 weist als
Führungselemente
ausgebildete Riemen 14a auf, die in der Nut 18 sowie
in Nuten 17 laufen, die in den Rollen 12 und 15 ausgebildet
sind. Hierdurch erfolgt eine sichere Seitenkraftaufnahme beim Drehen
des Laufbands 14. Das Laufband 14 ist der Einfachheit halber
in 4 nicht dargestellt.
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Die 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Abrolleinrichtung 1, wobei hier anstelle einer Gleiteinrichtung 16 eine
Rollen- oder Walzenanordnung 16a vorgesehen ist. Ansonsten entsprechen
die 5 und 6 den 3 und 4,
wobei in den 4 und 6 zur Verdeutlichung der
Bewegbarkeit der Abrolleinrichtung 1 die Beweglichkeit
in der Fahrtrichtung 6 durch einen Doppelpfeil 20 dargestellt
ist. Die Abrolleinrichtung 1 kann wahlweise eine Gleiteinrichtung 16 oder
eine Rollen-oder
Walzenanordnung 16a aufweisen.
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7 zeigt
den Prüfstand
in einer schematischen Vorderansicht bei einer Unterflurmontage.
Der Motor 21 ist dabei unterhalb der Abrolleinrichtung 1 angeordnet.
Der Motor 21 ist über
ein Riemenrad 22 und einen Riemen 23 sowie das
Riemenrad 19 mit der Abrolleinrichtung 1 gekoppelt.
Der Rahmen 11 der Lauffläche 3 entspricht hierbei
dem Rahmen 9 der gesamten Abrolleinrichtung 1.
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8 zeigt
in einer schematischen Vorderansicht einen Prüfstand in Überflurmontage. Der Motor 21 ist
dabei seitlich an der Abrolleinrichtung 1 angeordnet. Sowohl
aus 7 als auch aus 8 geht hervor, dass der
Motor 21 stets der Abrolleinrichtung 1 zugeordnet
ist und sich somit gemeinsam mit der Abrolleinrichtung 1 bei
Messvorgängen
gegen den gewählten
Fixpunkt 10 bewegt.
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9 zeigt
die Abrolleinrichtung 1 bei einer Ausführung mit einer XY-Schlittenlagerung.
Die 9 zeigt sowohl eine
Draufsicht als auch eine Vorderansicht der Abrolleinrichtung 1,
die mit ihrem Rahmen 9 in einem Einbaurahmen und gegen
einen Fixpunkt 10 gelagert ist. Mit der Bezugsziffer 24 ist
ein XYZ-Rahmen mit Kugelführung
und Wägezellen
dargestellt. Dieser Rahmen 24 ist relativ zum Fixpunkt 10 bewegbar.
Dadurch ist die Abrolleinrichtung 1 in allen Richtungen
frei beweglich.
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10 zeigt
die Abrolleinrichtung 1 in einer schematischen Seitenansicht
mit einer ausgefahrenen Stützrolle 25,
gegen die sich das Rad 2 abstützen kann.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Prüfstands wird zur Vermeidung
von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie
auf die beigefügten Schutzansprüche verwiesen.
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Schließlich sei ausdrücklich darauf
hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
lediglich zur Erörterung
der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele
einschränken.